Physique nucléaire et radioactivité

Les notions à connaître

Radioactivité $\alpha$

Émission d'un noyau d'hélium $⁴_2He$. Le noyau fils $a Z-2$ et $A-4$.

Radioactivité $\beta$ ⁻

Émission d'un électron (⁰₋_1e). Un neutron se transforme en proton : $Z$ augmente de $1, A$ reste constant.

Radioactivité $\beta$ ⁺

Émission d'un positon (⁰₊_1e). Un proton se transforme en neutron : $Z$ diminue de $1, A$ reste constant.

Temps de demi-vie $t_1/_2$

Durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs initiaux se sont désintégrés.

Activité A(t)

Nombre de désintégrations par seconde, en becquerels (Bq$). A(t) = \lambda \cdot N(t).$

Défaut de masse

Différence entre la somme des masses des nucléons séparés et la masse du noyau. Lié à l'énergie de liaison par $E = \Delta m\cdot c^2.$

Les erreurs à éviter en physique-chimie

• ✗ Confondre le nombre de noyaux N et l'activité A.

  ✓ N est le nombre de noyaux restants (sans unité$). A = \lambda N$ est le nombre de désintégrations par seconde (en Bq). Les deux décroissent exponentiellement mais ce ne sont pas les mêmes grandeurs.

• ✗ Penser qu'après 2 demi-vies, il ne reste plus rien.

  ✓ Après 2 demi-vies, il reste $N_0/4 = 25$ % des noyaux. La décroissance est exponentielle, jamais à zéro en théorie.

• ✗ Ne pas vérifier la conservation de Z et A dans une équation nucléaire.

  ✓ Vérifie TOUJOURS : somme des A à gauche = somme des A à droite, idem pour Z. C'est la première chose à faire.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. La radioactivité $\alpha$ correspond à l'émission de :
2. La demi-vie $t_{1/2}$ d'un échantillon radioactif est la durée au bout de laquelle :
3. Au cours d'une désintégration $\beta^-$, un noyau $^A_Z\text{X}$ se transforme en :
4. L'énergie de liaison par nucléon est maximale pour :
5. La relation d'Einstein reliant l'énergie et la masse est :